Типичные приемы моделирования

Объектные структуры

Конструируя диаграмму классов, компонентов или развертывания, вы описываете группу интересующих вас абстракций и раскрываете в данном контексте их семантику и отношения с другими абстракциями в группе. Эти диаграммы отражают только потенциальные возможности. Например, если класс Асвязан с классом Вассоциацией типа "один-ко-многим", то с одним экземпляром класса Аможет быть связано пять экземпляров класса В, а с другим - только один. Кроме того, в любой конкретный момент времени экземпляр класса Аи связанные с ним экземпляры класса Вбудут иметь вполне определенные значения своих атрибутов и состояния автоматов.

Заморозив работающую систему или просто представив себе некий миг в жизни моделируемой системы, вы обнаружите совокупность объектов, каждый из которых находится в определенном состоянии и связан конкретными отношениями с другими объектами. Диаграммы объектов позволяют визуализировать, специфицировать, конструировать и документировать структуру, образуемую этими объектами. Особенно полезны они бывают при моделировании сложных структур данных.

При моделировании вида системы с точки зрения проектирования с помощью набора диаграмм классов можно полностью определить семантику абстракций и их отношений. Однако диаграммы объектов не позволяют полностью описать объектную структуру системы. У класса может быть большое количество различных экземпляров, а при наличии нескольких классов, связанных друг с другом отношениями, число возможных конфигураций объектов многократно возрастает. Поэтому при использовании диаграмм объектов нужно сосредоточиться только на изображении интересующих вас наборов конкретных объектов или объектов-прототипов. Именно это и понимается под моделированием объектной структуры - отображение на диаграмме объектов множества объектов и отношений между ними в некоторый момент времени.

Моделирование объектной структуры осуществляется так:

1. Идентифицируйте механизм, который собираетесь моделировать. Механизм представляет собой некоторую функцию или поведение части моделируемой системы, являющееся результатом взаимодействия сообщества классов, интерфейсов и других сущностей.

2. Для каждого обнаруженного механизма идентифицируйте классы, интерфейсы и другие элементы, участвующие в кооперации, а также отношения между ними.

3. Рассмотрите один из сценариев использования работы механизма. Заморозьте этот сценарий в некоторый момент времени и изобразите все объекты, участвующие в механизме.

4. Покажите состояние и значения атрибутов каждого такого объекта, если это необходимо для понимания сценария.

5. Покажите также связи между этими объектами, которые представляют экземпляры существующих ассоциаций.

В качестве примера на рис. 2 показана совокупность объектов, взятая из реализации автономного робота Внимание здесь акцентировано на нескольких объектах, составляющих часть механизма робота, предназначенного для расчета модели мира, в котором тот перемещается. Разумеется, в работе системы принимает участие гораздо больше объектов, но в этой диаграмме рассматриваются только абстракции, непосредственно вовлеченные в процесс формирования взгляда на мир.

Как видно из рисунка, один из объектов соответствует самому роботу (r, экземпляр класса Robot); в настоящий момент он находится в состоянии moving (движется). Этот объект связан с экземпляром w класса World (Мир), являющегося абстракцией модели мира робота. В свою очередь объект w связан с мультиобъектом, который состоит из экземпляров класса Element, описывающего сущности, опознанные роботом, но еще не включенные в его модель мира. Эти элементы помечены как части глобального состояния робота.

В текущий момент времени экземпляр wсвязан с двумя экземплярами класса Area. У одного из них (а2) показаны его собственные связи с тремя объектами класса Wall (Стена) и одним - класса Door ( Дверь). Указана ширина каждой из трех стен и обозначено, что каждая связана с соседними. Как видно из диаграммы, робот распознал, что замкнутое помещение, в котором он находится, имеет с трех сторон стены, а с четвертой - дверь.

Рис. 2. Моделирование объектных структур.

Прямое и обратное проектирование

Хотя прямое проектирование диаграммы объектов (создание кода на основе модели) теоретически возможно, на практике его ценность невелика. В объектно- ориентированных системах экземпляры создаются и разрушаются приложением во время работы, поэтому вы не сможете создать точно такие объекты извне.

Исключением из этого правила являются диаграммы, содержащие экземпляры компонентов и узлов. Те и другие представляют собой разновидность соответственно диаграмм компонентов и развертывания и рассматриваются ниже. Здесь отметим только, что экземпляры компонентов и узлов существуют вне работающей системы и до некоторой степени поддаются прямому проектированию.

Обратное проектирование диаграмм объектов (создание модели на основе кода) - это совершенно другое дело. Фактически, отлаживая вашу систему, вы непосредственно или с помощью каких-либо инструментов непрерывно осуществляете этот процесс. Например, чтобы отыскать "висячую" связь, необходимо реально или мысленно нарисовать диаграмму взаимодействующих объектов, которая и позволит определить, в каком месте нарушилось состояние одного из них или его отношения с другими.

Обратное проектирование объектной диаграммы осуществляется так:

1. Выберите, что именно вы хотите реконструировать. Обычно базовой точкой является какая-либо операция или экземпляр конкретного класса.

2. С помощью инструментальных средств или просто пройдясь по сценарию, зафиксируйте выполнение системы в некоторый момент времени.

3. Идентифицируйте множество интересующих вас объектов, сотрудничающих в данном контексте, и изобразите их на диаграмме объектов.

4. Если это необходимо для понимания семантики, покажите состояния объектов.

5. Чтобы обеспечить понимание семантики, идентифицируйте связи, существующие между объектами.

6. Если диаграмма оказалась слишком сложной, упростите ее, убрав объекты, не существенные для прояснения данного сценария. Если диаграмма слишком проста, включите в нее окружение некоторых представляющих интерес объектов и подробнее покажите состояние каждого объекта.

1. Создать XML – документ со сведениями о продуктах питания (наименование, состав, фирма-производитель, цена) и соответствующий XSL-обработчик. Предусмотреть возможность сортировки по полям цена и наименование.

Листингпрограммы:

product.xml

<?xml version="1.0" encoding="windows-1251"?>

<?xml-stylesheet href="product.xsl" type="text/xsl"?>

<document>

<products>

<product ID="1">

<name>Nestle Classic. Молочный шоколад</name>